膠帶輸送機驅動改造中的特殊問題及解決方案

張學進

膠帶輸送機驅動改造中的特殊問題及解決方案

張學進①

(大同煤礦集團公司機電管理處)

介紹了在主斜井膠帶輸送機一次特殊的變頻改造過程中所遇到的幾個特殊問題及對應的解決措施,包括制動輪的聯接、逆止器的選用及鋼絲繩芯膠帶的檢測等方面內容,論述了對于制動輪部位所用膜片聯軸節的應用及安裝方面的技術問題。

膠帶輸送機;變頻改造;制動輪;膜片聯軸節;解決方案;效益

1 原系統存在的問題

同煤集團燕子山礦主斜井強力膠帶輸送機機長904 m,傾角 16°,帶寬 1 400 mm,帶速 3.15 m/s,設計運輸能力1 240 t/h,1987年10月開始運行。傳動形式采用雙滾筒三電機,潤滑系統采用強迫潤滑,制動系統采用6臺 YDWZ-700/200型制動器和3臺滾柱逆止器共同制動,電控系統采用 HGQ1-152/62型高壓綜合啟動控制設備(3臺)控制,主回路配備了八級金屬電阻,為繼電器甩電阻啟動方式,啟動電流大,啟動性能不穩定,控制系統故障多,耗電量高,事故頻繁等現象,而主斜井膠帶輸送機是燕子山礦運煤的咽喉要害,運行是否可靠直接影響礦井的產量和安全,該公司決定對其電控系統裝置進行技術改造。

2 改造內容及特殊問題的處理

燕子山礦主斜井膠帶輸送機驅動系統改造采用變頻器直接驅動電機,該技術可對速度和轉矩進行精確的控制,能實現皮帶機的軟起動和軟制動,從而降低啟動電流及降低膠帶使用強度,使皮帶機運行平穩,降低事故率,提高安全系數,確保節能效果。

驅動系統改造工程主要包括安裝3臺變壓器、5個高壓柜、3個變頻器、1套集皮帶機綜合保護和控制功能一體的電氣自動化控制系統;更換3套驅動裝置,重新安裝操作盤及整套系統運行的調試工作。3臺變頻器分別控制3套驅動裝置,確保3套驅動裝置在啟動時能夠實現功率平衡。

存在特殊問題：驅動電機由原500 k W改為600 k W(型號 3-MOT.IPQ8405-4PM80-2);減速器(H3SH17)速比：35.5,外部水循環冷卻;由于減速器速比增加(原為18),所需制動力降低,所以制動裝置由原來的6套改為3套;逆止器(FLD-SW-JA)為減速器自帶。為了節省改造時間,減少對正常生產的影響,電機、減速器是在原來的基礎架上,通過增加新的基座來固定的,所以中心距基本保持不變。因為新電機和減速器的外形尺寸較小,而其中心距還和原來大尺寸的電機、減速器一樣,因此,改造時加長了電機和減速器伸出軸和制動輪部分軸套的尺寸。然而,由于其中間的制動輪外徑很大(d700 mm),轉動慣量大,微小的誤差就會引起較大的徑向跳動。而制動輪的這種跳動產生的徑向力對電機、減速器高速軸,特別是軸的根部影響非常大,如果不采取措施,可能會發生疲勞斷軸事故。為了減小和避免制動輪高速運轉時的徑向跳動對設備的影響,采取了以下方案：新制造了制動輪,并對其做了嚴格的動平衡測試和調整,保證其在試驗臺上高速運轉時跳動量在0.02 mm以內。同時制動輪部位的聯接采取了柔性聯接方式,使用了JZMJ型重型機械用膜片聯軸器。

膜片聯軸器是一種新型、高性能的金屬彈性元件撓性聯軸器,靠膜片的彈性變形來補償所聯兩軸的相對位移。JZMJ型重型機械用膜片聯軸器具有機械強度高、承載能力大、質量輕、結構尺寸小,傳動效率和傳動精度高、可靠性好、裝拆方便,且具有無相對滑動,不需潤滑,使用壽命長、無噪聲、耐酸堿、防腐蝕等特點,可用于高溫、低溫、有油、有水和腐蝕介質的工況環境。適用于中、高速、大轉矩軸系傳動。膜片聯軸器與制動輪結構示意圖見圖1。

圖1 膜片聯軸器與制動輪結構示意圖

膜片聯軸器額定扭矩為4 000 N·m,制動輪與右側半聯軸器采取焊接結構,聯軸器允許徑向位移1.5 mm,軸向位移 4.8 mm,角向 1°。

在現場安裝時,用專用儀器對電機、減速器及制動輪等關鍵部位做了檢測,保證水平度和同軸度在許可范圍內。通過對制動輪試運轉時的觀測和調整,保證制動輪以最高速度運轉時跳動量在0.1 mm以內。制動輪微量跳動產生的徑向力被膜片聯軸器吸收消化,減弱了其對減速器和電機高速軸產生的影響。

新安裝的減速器自帶逆止器,逆止器在高速軸上,所需逆止力小,標稱逆止力矩完全滿足使用要求。但考慮到本次改造結構的特殊性,為增加安全系數,更好地保證設備安全運行,考慮在低速軸增加一逆止器。經過設計,對第三驅動滾筒部分進行了改造,將第三驅動滾筒改為雙出軸,安裝了一逆止器1145NRT,美國FAL K公司產品。

同時,對膠帶輸送機綜合保護系統進行了更新改造,更換和增加了保護設施,使各保護(堆煤、跑偏、自動灑水、煙霧、速度、縱撕及張緊力下降等)與電控系統進行重新聯接,通過試驗,使用正常。

膠帶檢測原使用X光機定期對膠帶內部鋼絲繩芯情況進行檢測。在此基礎上,又安裝了ZSW-II單電磁型礦用鋼絲繩芯輸送帶無損檢測裝置,該裝置基于漏磁檢測原理,主要實現輸送機運行中鋼絲繩芯各種斷繩、銹蝕、接頭抽動、移位、鍍鋅層老化等情況的在線檢測及精確定位,最終打印文字報告,并可實現局域網數據共享。

3 應用情況及經濟社會效益

該項技術改造工程完成后,進行了工業性試驗,經過幾天的測試和觀察,機構運行平穩,試驗效果良好,投入正常生產。在一年多的運行中,沒有出現大的問題,證明該項目取得成功。通過上述一系列技術改造,完善了主提升運輸系統,提高了安全性能和節能效果,為礦井的進一步發展打下了堅實的基礎,滿足了礦井安全生產運輸的要求。

JZMJ型重型機械用膜片聯軸器在本次改造中的應用,解決了在電機和減速器聯接部位伸出軸不能很好地保障穩定性的情況下,由于微量的同軸度誤差帶來的大直徑制動輪產生跳動對伸出軸受力的影響。它的成功應用為今后集團公司機電改造項目中類似的問題提供了寶貴的經驗。

主斜井皮帶輸送機變頻器輸出直接驅動技術在燕子山礦的成功應用,證明了該技術不僅進一步提高了設備的安全性能和節能效果,更好地滿足了《煤礦安全規程》的相關要求,而且美化了操作環境,降低了工人的勞動強度,具有廣闊的推廣前景。

Resolve Project of Special Problem in Frequency Conversion Modification of Belt Conveyor

Zhang Xue-jin

Introduces several special problems and the corresponding countermeasures in special frequency conversion transformation process of belt conveyor in main inclined shaft,includes the joint of brake pulley,the selection of holdback,the testing of steel wire core belt and so on,discusses the technical problems of application and installation to diaphragm shaft coupling for the brake pulley position.

Belt conveyor;Frequency conversion transformation;Brake pulley;Diaphragm shaf t coupling;Solution;Benefit

TD528.1

B

1672-0652(2010)01-0013-02

張學進 男 1972年出生 1994年畢業于中國礦業大學 工程師 大同 037003

2009-11-19